01
RTOS基础概念
什么是实时操作系统、任务与进程的区别、RTOS与裸机开发的对比
概念入门
02
任务调度核心原理
任务状态机（就绪、运行、阻塞、挂起）、上下文切换机制、调度器工作原理
调度内核
03
FreeRTOS任务创建与管理
任务函数原型、任务句柄、任务堆栈配置、任务优先级设定
FreeRTOSAPI
04
任务调度策略详解
抢占式调度、时间片轮转调度、合作式调度，以及各自的适用场景
策略实时
05
任务间同步机制
信号量（二值/计数）、互斥量（含优先级继承）、事件标志组
同步互斥
06
任务间通信机制
消息队列、任务通知、流缓冲区、消息缓冲区
通信IPC
07
软件定时器
单次定时器与周期定时器、定时器回调函数、定时器守护任务
定时软时钟
08
中断管理
中断嵌套、延迟中断处理（上半部/下半部）、在ISR中使用RTOS API
ISR嵌套
09
内存管理
静态与动态内存分配、heap_1到heap_5的实现机制与选择
内存heap
10
低功耗与Tickless模式
空闲任务钩子、Tickless idle原理、如何降低系统功耗
低功耗Tickless
11
运动控制基础
步进电机与伺服电机原理、驱动器接口（脉冲+方向、CANopen、EtherCAT）
电机驱动
12
梯形加减速算法
速度曲线规划、加速度与减速度计算、脉冲频率生成原理
梯形加减速
13
S形加减速算法
S曲线数学模型、七段式S曲线实现、与梯形算法的对比
S曲线平滑
14
多轴联动与插补
直线插补（DDA算法）、圆弧插补、多轴同步误差分析
插补多轴
15
位置闭环控制
PID控制器原理、位置环与速度环参数整定、前馈补偿
PID闭环
16
RTOS与运动控制结合
为什么运动控制需要RTOS、任务划分原则（控制、通信、监控）
架构任务划分
17
高精度定时器设计
硬件定时器配置、微秒级定时中断、PWM波生成与占空比控制
定时器PWM
18
脉冲输出任务设计
使用RTOS任务生成精确脉冲序列、避免任务阻塞导致脉冲丢失
脉冲实时
19
实时性保障
任务优先级分配策略、临界区保护、避免优先级反转
优先级临界区
20
多轴同步控制
使用事件标志组实现多轴同步启动、使用消息队列传递运动指令
同步多轴
21
运动控制状态机
空闲态、加速态、匀速态、减速态、停止态的状态转换实现
状态机运动
22
看门狗与安全机制
硬件看门狗与任务看门狗、运动超时保护、急停处理
安全看门狗
23
通信协议集成
Modbus RTU在运动控制中的应用、CANopen PDO/SDO通信
ModbusCANopen
24
数据采集与日志
使用RTOS任务采集编码器数据、环形缓冲区实现、SD卡日志记录
采集日志
25
上位机交互
串口命令解析、JSON协议设计、实时状态反馈
串口JSON
26
系统启动与初始化
RTOS启动流程、外设初始化顺序、自检与错误处理
启动初始化
27
性能分析与优化
任务执行时间测量、堆栈使用分析、CPU负载计算
性能优化
28
常见问题与调试
任务死锁、堆栈溢出、优先级反转、看门狗复位
调试故障
29
综合实战一：单轴步进电机位置控制
梯形加减速 + FreeRTOS任务实现
实战单轴
30
综合实战二：双轴直线插补运动
S形加减速 + 事件同步 + 实时监控
实战双轴